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제목 원잠 핵연료 교체시 선체절개 및 교체주기에 대한 진실 2016-04-01 17:38:17
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조회:9078     추천:91

1) 원자력 잠수함은 UN 상임이사국만이 보유할 수 있다 ???

▶ Power is Justice? 핵무기의 보유는 2차 세계 대전 이후 재편된 국제질서에 따라 UN 상임이사국 이외의 보유는 현실적으로 쉽지 않지만, 원자력 잠수함에서 채택하는 원자로는 무기가 아니라 동력체계로서 전기 공급 방식의 문제이기 때문에 UN 상임 이사국이 아니더라도 보유에 대하여 국제적 제재 등을 받지 않습니다. 마치 우리나라 전기의 1/3은 원자력 발전으로 생산된 전기이고 군부대에서는 원자력 발전소에서 생산된 전기이든 화력발전소에서 생산된 전기이든 구분하지 않고 사용하는 것과 마찬가지라고 할 수 있습니다. 이는 또한 일본의 상선인 뮤츠호나 독일의 상선이 오토한호가 원자력 동력체계였었던 것을 생각하면 될 것입니다. 아울러 브라질은 프랑스의 협력을 받아 원자력 추진 잠수함을, 인도는 러시아의 도움을 받아 원자력 추진 잠수함 건조를 진행하고 있습니다.

 
 
2) 원자력 잠수함은 핵연료 교체 시 선체를 절개해야 한다 ???

▶ 원자로 방식에 따라 그리고 선박건조 기술 등의 과학의 발전 수준에 따라 달라질 수도 있겠지만, 핵연료 재장전으로 불리는 연료봉 교체만을 위해 잠수함을 절개하지는 않으며, 원자로의 교체가 아닌 핵연료봉의 교체는 원자로 상부의 핵연료봉 출입구를 통해 재장전하게 되는데 흔히 해치 스타일로 된 연료출입구를 이용하므로 잠수함을 절개하지 않고, 핵연료봉을 교체 재장전하게 됩니다.

물론 건조후 5년, 10년 등 시간의 흐름 속에 과학의 진보에 따른 다양한 장비들의 업그레드 및 추가작업 등을 위해서는 핵연료의 재장전과 상관없이 선체의 절개가 필요한 경우가 있을테니 이런 경우와 맞물린다면 핵연료의 재장전 시, 선체의 절개는 필요할수도 있을 것 입니다.






현재 우리가 운용 중인 209과 214급의 경우 정기 점검 주기는 7~8년으로 이때 약 8~10개월에 걸친 작업기간이 소요되는데 완전한 오버훌이 아닌 특정 섹션 중심으로 정검 및 수리가 이루어집니다.

 

이 기간은 농축도 20% 미만의 저농축 우라늄 연료봉의 재장전기간과 거의 일치하기 때문에 자연스레 재장전 주기와 중간 점검기와 맞물리게 되며, 연료봉의 재장전 작업은 잠수함의 절개 방식이 아닌 원자로 장치 섹션 상부의 해치를 이용하여 재장전 하면 됩니다. 이러한 방식은 이미 2003년부터 진행되었던 한국형 원자력 잠수함 개발사업인 362사업에서도 기본적인 개념으로 진행하던 것으로 알려져 있습니다.

 

209급의 경우 완전 오버훌 작업은 약 16년에 한 번 하는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 209급 수명 중 오버훌은 한 번만 하게 되고, 두 번째 오버훌 시점은 잠수함의 운영주기가 끝나는 시점이 됩니다. 물론 일본은 잠수함의 수명을 16년으로 정해 놓고 운영하므로 운영기간 중에는 전체 오버훌을 하지 않아도 된다는 이야기가 되기도 합니다.




3) 20% 미만 저농축 우라늄 핵연료는 6년 마다 연료를 교체해야 한다 ???

▶ 2014년 미국 해군과 프랑스 국방성의 자료에 따르면, 미국 버지니아급 잠수함이 93%의 고농축 연료를 33년 사용하는데 비해, 일체형 원자로를 사용하는 프랑스 루비급 잠수함은 7.5%의 저농축 연료를 10년 사용하는 것으로 되어 있습니다.
  
목표로 하는 출력 용량과 노심의 크기에 따라 달라질 수 있지만, 현재 국내의 원자력발전소에서 사용하는 5% 농축 우라늄 연료의 경우, 수명은 6년으로 삼고, 그 중간 어느 시점에 연료봉 중 1/2 또는 1/3씩 중앙에 있던 연료봉은 가장자리로 보내고, 가장자리에 있던 연료봉은 퇴출하는 방식으로 운영하고 있으며, 이는 안정적이고 균일한 출력을 위한 것과 우려먹기 식의 경제적 이유가 큽니다. 한국원자력연구원은 이론적으로 20% 농축 우라늄 연료는 5% 농축 우라늄 연료에 비해 4배의 수명을 갖는 것으로 이해하면 된다고 설명하고 있습니다.







4) 원자력 잠수함의 원자로 시스템은 많은 공간을 차지한다 ???

▶ 중대형 이상의 각 잠수함이 갖는 제원 상의 출력과 운항시간을 동일기준으로 원자력 추진 잠수함과 디젤 엔진 잠수함을 비교한다면, 디젤유의 저장 공간이 많이 필요한 디젤엔진 방식이 더 큰 공간을 필요로 하게 됩니다. 스노켈이 필요한 디젤엔진의 가동시간의 최소화를 위해 필수적인 축전설비까지 고려한다면 재래식 잠수함이라고도 불리는 디젤 엔진방식의 동력시스템이 요구하는 공간은 원자력 시스템에 비해 더 많은 공간을 필요로 합니다.
  
현재 사용되고 있는 원자력 잠수함은 서방의 경우 크게 미국식과 프랑스식으로 나누어 볼 수 있는데 미국은 원자력 발전소에서 볼 수 있는 방식의 다양한 구성요소들을 분산시켜 구동하는 방식을 사용하여 상대적으로 많은 공간을 사용하는데 비해 프랑스는 일체형 원자로를 사용하여 공간을 적게 사용하고 있으며, 또한 동력의 발생과 전달방식 관점에서는
○ 미국식 : 원자로 →  터빈 + 발전기 →  감속치차 →  추진축 → 프로펠러
○ 프랑스식 : 원자로 →  터빈 발전기 →  축전기 →  프로펠러
으로 그 방식에 다소 차이가 나며, 감속치차 운영에 따른 소음의 발생은 단점이지만, 강력한 동력전달 방식으로 잠수함의 속도 증가에는 유리 합니다. 반대로 축전방식은 소음감소에는 유리하지만 전동모터로 프로펠러를 돌림으로써 전동모터 출력의 한계로 잠수함의 속도 증가에는 불리하게 작용 합니다.
 
1990년에 설비된 퇴역 직전의 루비급 잠수함이 미국 항모전단과의 가상 게임에서 대잠 호위 세력인 순양함 1척, 구축함 3척, 로스엔젤리스급 원잠을 격침하고 항모마저 성공적으로 침몰 시킨 사례는 디젤 잠수함이나 가능할 것으로 여겨지던 방사소음과의 관계를 이해하는데 도움이 될 것입니다. 특히 림팩 훈련에서 우리나라의 209급 잠수함들이 다수의 수상함들을 가상 격침시킨 것이 재래식 잠수함의 낮은 소음도에 높은 평가를 부여하는 기회였다고 하지만, 잠수함 대 잠수함의 작전을 펼친 것은 아니라는 점에서 대잠전까지 성공적으로 수행한 원자력 추진 잠수함 루비급의 성과가 시사하는 바는 크다고 할 수 있을 것 입니다.


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